3tom058

2. WYTWARZANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ 118

2. WYTWARZANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ 118

V

0,99-

0,98 -

Rys. 2.38. Charakterystyki sprawności generatorów o różnej mocy znamionowej w funkcji obciążenia przy znamionowym

cos<p

Rys. 139. Sprawność turbogeneratora GTHW-360 w funkcji obciążenia przy różnych współczynnikach mocy

0,97.

100

ioo

_J_I_I-

300 MW 400 P

Rys. 2.40. Wpływ ciśnienia (a) i temperatury wodoru (b) na dopuszczalne obciążenie generatora TWW-200

również wirnika). Najkorzystniejsze okazuje się zastosowanie czystej wody (skroplin), o rezystywności mniejszej niż 50 kQ ■ cm. Woda ta przepływa z prędkością l-r2m/s przez drążone przewody uzwojeń stojana. Pozostałe elementy generatora (wirnik i żelazo stojana) są wówczas chłodzone wodorem. W generatorze GTHW-360 przy znamionowym obciążeniu strumień wody (0,014 m³/s) odbiera z uzwojeń stojana 1290 kW, podczas gdy 3950 kW jest odprowadzanych przez strumień wodoru (38 m³/s) do czterech chłodnic wodnych.

Przy wzroście temperatury wodoru ponad znamionową oraz przy spadku ciśnienia wodoru obciążenie generatora należy redukować (rys. 2.40). Warunki termiczne ograniczają również zakres pracy generatora nawet przy znamionowych warunkach chłodzenia. Na rysunku 2.41 przedstawiono dopuszczalny obszar pracy generatora (1-2-3-4-5) we współrzędnych P, Q odniesionych do znamionowej mocy pozornej S_N. Linią ciągłą zaznaczono linię znamionowej mocy pozornej, zgodnie z równaniem

(2.66)

gdzie: P,Q,S — moc czynna, bierna i pozorna generatora; U_a, U, — napięcie na zaciskach i wewnętrzna siła elektromotoryczna; Xj — reaktancja synchroniczna.

Rys. 2.41. Dopuszczalny obszar pracy generatora przy znamionowych warunkach chłodzenia

Ograniczenia na odcinkach 1-2 i 1-5 wynikają z dopuszczalnej obciążalności prądowej stojana i wirnika, zaś ograniczenia 2-3 i 4-5 — z dopuszczalnego zakresu pracy pozostałych urządzeń bloku. Ograniczenie 3-4 to skutek nagrzewania się skrajnych elementów obwodu magnetycznego przy niedowzbudzeniu generatora.

Wykorzystanie w generatorach wodoru, tworzącego z powietrzem mieszaninę wybuchową, zmusza do stosowania zarówno specjalnych uszczelnień (zwykle olejowych) pomiędzy wirnikiem i stojanem, jak i układu do okresowego wypełniania generatora C0₂ podczas napełniania i opróżniania oraz podczas pożaru. Objętość gazowa generatorów wynosi 0,4-f-0,2 m³/MW (mniejsza wartość dla wodnego chłodzenia uzwojeń stojana), zaś dobowe straty wodoru 1-0,03 m³/(MW d).

W starszych generatorach o mocy mniejszej niż 100 MW powszechne zastosowanie znalazły układy wzbudzenia z prądnicami bocznikowymi lub szeregowo-bocznikowymi prądu stałego. Układy te wyposażono w specjalne urządzenia do forsowania wzbudzenia gaszenia pola (rys. 2.42). W przypadku większych mocy trudności z opanowaniem zjawisk omutacji zmusiły albo do redukcji prędkości obrotowej wzbudnicy (12,5-^-20 obr/s), jak np. we wzbudnicach typu PX dla części generatorów TGH-120, albo do zastosowania zbudnic prądu przemiennego z prostownikami. Wśród kilku możliwości rozwiązań